吳宇曉
海道測量是人類認知海洋的重要手段,是維護航行安全和保護海洋環(huán)境的基礎(chǔ)性、前期性工作,在整個國民經(jīng)濟和國防建設(shè)中扮演著十分重要的角色?!秶H海上人命安全公約》(SOLAS)將開展海道測量和海圖制作作為締約國政府的應盡義務與職責[1]。隨著我國挺近大洋、走向深海,發(fā)展海道測量事業(yè),尤其是加強深遠海作業(yè)能力建設(shè),是適應我國海洋強國、交通強國建設(shè)的必然要求,也是我國綜合實力的重要體現(xiàn)。多年來,我國海道測量事業(yè)已取得跨越式發(fā)展,但在深遠海海道測量能力方面,與西方發(fā)達國家相比,仍然存在較大差距。準確把握深遠海海道測量基本概念和發(fā)展需求,客觀分析對比國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的現(xiàn)實情況,提出明確、合理的深遠海海道測量能力建設(shè)思路,對于提升我國海洋測繪整體實力、推動我國走向深海大洋、促進海洋命運共同體建設(shè)具有重要意義。
作為現(xiàn)代海洋測繪的重要組成部分和根本基石,海道測量是指以保證航海安全為主要目的,為獲取海底地貌、底質(zhì)、助航物和障礙物等資料,對海洋(包括內(nèi)陸水域)和海岸特征進行的測量[2]。從技術(shù)角度看,海道測量是海底地形測量、海岸地形測量、海洋水文測量、海洋磁力測量的集成[3]。從服務目標看,海道測量包括標準海圖(航海圖)測量、通航尺度核定測量、應急掃海測量、水下地形監(jiān)測、水下礙航物測定等工作內(nèi)容。隨著科技的發(fā)展及需求的升級,海道測量已從單一的水深測量拓展到綜合性測量,其服務對象也擴展至以航海為主的國防、交通、海洋、氣象、資源、科研等涉海各領(lǐng)域。
目前深遠海的范圍還未形成統(tǒng)一的界定。鑒于船舶是海道測量的主要服務對象和作業(yè)平臺,海道測量的遠海范圍可參照我國船舶航區(qū)[4]界定,即渤海、黃海及東海距岸200海里以遠,南海距岸120海里以遠(臺灣島東海岸、海南島東海岸及南海岸距岸50海里以遠)的海域。另外,在深海水域開展測量工作的關(guān)鍵在于裝備,在測量領(lǐng)域,通常以600米水深作為淺水和深水聲學測深儀器的劃分標準,因此海道測量的深海范圍可參照此標準界定,即600米以深海域。綜上所述,我國深遠海海道測量范圍主要分布在東海和南海海域,以及國際海上戰(zhàn)略通道水域。
隨著“海洋強國”“交通強國”戰(zhàn)略和“21世紀海上絲綢之路”倡議的深入推進,我國加快了挺進大洋、走向深海的步伐,對深遠海海道測量相關(guān)產(chǎn)品和服務的需求相對迫切。
首先,遠洋運輸在我國外貿(mào)發(fā)展中占有舉足輕重的地位,90%的外貿(mào)貨物運輸量以及98%的進口鐵礦石、91%的進口原油、92%的進口煤炭和99%的進口糧食運輸量都通過海上運輸來完成[5]。在涉海戰(zhàn)略不斷推進的背景下,我國遠洋運輸船舶運力保持平穩(wěn)增長,漁船、施工船、游輪等非運輸船舶數(shù)量更是不斷增加[6]。保證海上運輸通道安全關(guān)系到國家戰(zhàn)略安全和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。開展對深海遠海水域的海道測量,實現(xiàn)航路“透明”,消除水下安全隱患,助力海上突發(fā)事件處置,是保障我國國際海上戰(zhàn)略通道安全的重要支撐。
其次,黨的十八大以來,我國港口工程建設(shè)、海洋資源開發(fā)、海洋科學研究和國防建設(shè)逐漸向絲路沿線和深海不斷延伸,加強深遠海海道測量軍民融合與行業(yè)合作,能為各類涉海活動提供基礎(chǔ)海洋地理信息資料及相關(guān)科學依據(jù)。同時,我國周邊海域海洋權(quán)益爭端頻繁,尤其是南海專屬經(jīng)濟區(qū)和東海大陸架的劃界問題,鑒于國際海洋劃界實踐中日益重視實際控制和開發(fā)利用,開展對上述深遠海水域甚至公海的海道測量和海圖等航海圖書編制,是延伸海上交通安全管理范圍、維護國家海洋權(quán)益的有效手段。此外,我國作為負責任的大國,參與大洋、極地等海域測繪的國際合作,共建全球海洋地理信息庫,也是履行國際義務、展現(xiàn)綜合國力、參與全球海洋治理的重要途徑。
從上世紀80年代開始,圍繞著世界海洋競爭戰(zhàn)略的變化,全球海洋發(fā)達國家紛紛把視野投向深海大洋,不斷加強深遠海海道測量能力建設(shè)。各國主要測量船的建造噸位向3 000噸以上發(fā)展(比較典型的是5 000噸),測量范圍由近海擴展到全球海域,測量水深最大可達11 000米[7]。大型海道測量船作業(yè)空間較大,除水深測量外,還可以完成海底地形、海底地貌、海洋磁力和海洋重力測量,同時還能搭載海洋氣象、海洋水文和其他特定任務的測量裝備,完成海洋全要素測量任務。
其中,美國推行全球海洋戰(zhàn)略,發(fā)展全系列、高性能海道測量船,擁有世界上最強的深遠海測量能力,其對全球海洋的認知也遠遠領(lǐng)先于他國。其次是日本,該國在“海洋立國”戰(zhàn)略下,遠海測量船數(shù)量位居世界前列,而且裝備先進,更新速度快,頻頻在周邊國家近海及中遠海出沒。其他深遠海測量能力較強的國家還包括德國、英國、法國、挪威、荷蘭等歐洲國家。此外,美國、加拿大、歐洲國家與日本等國十分重視海洋高端裝備的研發(fā),長期壟斷國際海道測量裝備市場,且絕大部分高精度深水測量儀器對我國禁售和禁止技術(shù)轉(zhuǎn)讓。
進入新世紀,我國海洋測量船發(fā)展迎來高峰,除軍用船舶外,現(xiàn)已擁有各類深遠海測量船20余艘,促進了我國海洋測繪能力的大幅提高。但與西方發(fā)達國家相比,尤其是與美日等國相比,無論在數(shù)量上,還是在質(zhì)量和管理水平上,仍然相去甚遠。我國現(xiàn)有的深遠海測量船歸屬較為分散,主要分布于自然資源部、中國科學院以及相關(guān)高校和企業(yè),且以承擔海洋調(diào)查、極地考察、地質(zhì)勘查、航天測量等任務為主要目的?,F(xiàn)階段我國尚沒有以服務遠洋運輸為主的具備深遠海作業(yè)能力的專業(yè)化測量船,只能以有限數(shù)量的近海航區(qū)測量船開展相關(guān)工作。在裝備方面,我國海洋測量裝備制造業(yè)經(jīng)過多年發(fā)展,雖有長足進步,但核心傳感器研究和技術(shù)轉(zhuǎn)化進展緩慢?;诳煽啃?、穩(wěn)定性等方面考慮,我國測量船配備的深遠海測量裝備幾乎全部依賴國外進口,不僅采購和維修費用高昂,而且在技術(shù)上受制于人。
由于缺少必要的專業(yè)船舶和裝備,我國深遠海海道測量能力始終難以突破,不僅落后于西方海洋發(fā)達國家,與國家戰(zhàn)略要求、航運業(yè)需求不匹配的問題也日益突出。根據(jù)統(tǒng)計,目前我國沿海公開的50海里以外的海圖數(shù)據(jù)仍采用數(shù)十年前海軍和國外測繪機構(gòu)的舊數(shù)據(jù),嚴重影響海圖現(xiàn)時性和航運大國形象。近年來,在實施西南沙交通水域測量、南極周邊水域測量,以及參與“桑吉”輪碰撞燃爆、馬航MH370失蹤等海上突發(fā)事件處置工作過程中,均暴露出深遠海海道測量能力不足的問題。值得欣喜的是,由交通運輸部投資的我國首艘深遠海大型專業(yè)海道測量船,已于2019年12月30日在滬開工建造。該船設(shè)計航區(qū)為無限航區(qū),總長約120米,型寬21.2米,型深9.3米,排水量約7 500噸,設(shè)計航速15節(jié),續(xù)航力18 000海里,自持力60天,定員100人,計劃于2022年建成交付。這標志著我國深遠海海道測量能力建設(shè)邁出了堅實的一步。
深遠海海道測量能力建設(shè)是一項基礎(chǔ)性工程,也是一項系統(tǒng)性工程,必須加強頂層設(shè)計,把握總體謀劃,堅持久久為功。按照海洋強國、交通強國戰(zhàn)略部署,加快基礎(chǔ)平臺建設(shè),加大科技裝備投入,完善運行機制,增強綜合效能,構(gòu)建覆蓋全面、探測精準、保障及時、數(shù)據(jù)多元、管理高效、服務優(yōu)良的現(xiàn)代化深遠海海道測量體系,在我國管轄海域能夠開展常態(tài)化深遠海測量任務,在全球海域(尤其是國際海上戰(zhàn)略通道相關(guān)水域)具備參與海上突發(fā)事件處置、國家海上維權(quán)行動,兼顧國際海洋測繪交流與合作的能力。
1.加快測量船系列化建設(shè)
制訂海道測量船發(fā)展規(guī)劃,加大預算投入,加快推進測量船更新?lián)Q代,最終形成以沿海、近海測量船為主,并配備一定數(shù)量深遠海測量船(個別具備冰區(qū)航行能力)的成系列、高性能海道測量船隊。集合國內(nèi)造船優(yōu)勢,開發(fā)各型現(xiàn)代化海道測量船。測量船的設(shè)計和建造優(yōu)先圍繞測量使命的技術(shù)要求,增強適航性、穩(wěn)定性、耐波性和操縱性,實現(xiàn)安靜化、模塊化、信息化和智能化,擁有足夠面積的測量室、測試室,配備先進的綜合測量系統(tǒng),并具備搭載直升機、專用測量艇、深潛探測器、測量浮標等裝備的能力,可完成全要素測量任務。同時,優(yōu)化測量能力整體空間布局,加快航海保障基地建設(shè),提升對中大型測量船的綜合保障能力。建立中大型測量船船隊在跨海區(qū)調(diào)度、更新、運行和資源共享等方面的運行管理機制,提高船舶在航率,促進資源共享。
2.提升深海測量裝備水平
采取國外進口和國內(nèi)研制相結(jié)合的方式,加大測量裝備引進力度,提高測量裝備利用效率,建設(shè)高效率、高精度的綜合測量系統(tǒng),具備淺/中/深全水深、全覆蓋、全天候測量能力。重點配備深水多波束測深系統(tǒng)、深水單波束測深儀、側(cè)掃聲吶、聲學多普勒海流剖面儀、淺地層剖面儀、聲學光學深拖系統(tǒng)、超短基線定位系統(tǒng)、合成孔徑聲吶系統(tǒng)、底質(zhì)取樣系統(tǒng)、重力儀、磁力儀等專業(yè)測量設(shè)備。根據(jù)任務需要搭載有人/無人直升機、有人/無人測量艇、遙控無人潛水器(ROV)、自主水下航行器(AUV)、測量浮標等探測平臺,結(jié)合雷達遙感衛(wèi)星,共同組成“天空地海一體化”海道測量空間信息采集平臺。
3.加強數(shù)據(jù)處理應用能力
實現(xiàn)測量內(nèi)外業(yè)一體化,提高多源數(shù)據(jù)融合和時空數(shù)據(jù)挖掘能力,開展海洋空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施(MSDI)[8]建設(shè)。加強國際通航水域航海信息搜集,提高全球海圖編制能力,豐富國際通航水域航海圖書序列。加強S-100系列[9]標準研究,開發(fā)S-101[10]電子海圖等新一代海道測量產(chǎn)品。推動建立符合現(xiàn)代航運需求和國際通行做法的海道測量數(shù)字產(chǎn)品發(fā)行服務模式,拓展國際發(fā)行渠道,提升全球發(fā)布能力。利用大數(shù)據(jù)、5G、云計算等最新信息化技術(shù),深化海道測量數(shù)據(jù)應用,拓展海洋地理信息服務,構(gòu)建全球航行安全信息云平臺。
4.提高科技研發(fā)創(chuàng)新能力
瞄準國際測繪科學前沿,加強應用基礎(chǔ)研究,開展北斗導航、激光測深、遙感測深、水上水下一體化測量、水下無人平臺測量、水下聲學光學定位、合成孔徑聲吶探測、陸海地理信息采集與融合、眾包水深數(shù)據(jù)共享等關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和應用,構(gòu)建現(xiàn)代測繪技術(shù)體系,推動深遠海海道測量能力量質(zhì)齊升。加強組織領(lǐng)導,統(tǒng)籌協(xié)調(diào)推進,健全科技創(chuàng)新體系,加大科研政策和資金支持,聯(lián)合部委機構(gòu)、研究院所、高等院校及相關(guān)企業(yè),共同開展海洋測繪技術(shù)裝備研發(fā)工作,提高我國高端海洋測量裝備的自主創(chuàng)新和保障能力。
5.加強遠海航海保障能力
加快E-航海示范區(qū)成果轉(zhuǎn)化,拓展航海保障服務的空間范圍,為深遠海測繪和搜救提供必要的水上通信、導航定位、航行信息等基礎(chǔ)保障,推動我國智能航海發(fā)展。升級改造現(xiàn)有短波收發(fā)系統(tǒng),提升遠海通信信號強度和質(zhì)量;借助氣象部門全球氣象監(jiān)測能力,開展遠洋氣象導航服務;利用我國低軌道衛(wèi)星,建設(shè)衛(wèi)星船舶自動識別系統(tǒng)(AIS);依托沿海航保臺站資源,升級北斗衛(wèi)星地基增強系統(tǒng),加強北斗在船舶遠海航行中的應用。
6.夯實專業(yè)人才隊伍建設(shè)
建設(shè)一支精干、實用、專業(yè)的海道測量隊伍。注重專業(yè)人才培養(yǎng),加大高級海道測量師、高級海道制圖師、高級船員等高技能人才的培養(yǎng)和引進力度,加強深遠海技術(shù)創(chuàng)新和裝備操控維護團隊建設(shè)。完善專業(yè)測量隊伍與社會力量常態(tài)化培訓機制,建立人才聯(lián)合培養(yǎng)和實戰(zhàn)聯(lián)合作業(yè)制度。綜合考慮深遠海工作實際,合理確定作業(yè)人員薪酬待遇。加強航海保障文化建設(shè),講好海洋測繪故事,堅持精神獎勵與物質(zhì)獎勵相結(jié)合。
7.加強國際交流與合作
堅持面向“全球”,以“走出去、請進來”的方式,不斷深化國際交流合作。積極履行國際公約,承擔大國義務。深化與東亞海道測量委員會(EAHC)成員國、海上絲綢之路沿線國家在海道測量、海圖制作、信息互換、能力建設(shè)方面的合作。積極參與國際海道測量組織(IHO)活動和全球海道測量事務,開展南北極公海水域?qū)m棞y量,貢獻中國智慧、中國方案和中國力量。此外,加強對聯(lián)合國海洋法公約和其他國際法的研究,清楚其對海洋測繪的一般規(guī)定,做到心中有數(shù)、有法可依,正確處理各種涉外事件。
我國的深遠海海道測量能力建設(shè)已經(jīng)起步,在建設(shè)過程中需要始終堅持“戰(zhàn)略引領(lǐng)、融合發(fā)展”的理念。一方面要提升深遠海海道測量的戰(zhàn)略地位,主動對接“一帶一路”倡議和“海洋強國”、“交通強國”戰(zhàn)略,由服務交通行業(yè)向服務國家戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變;另一方面要著眼履職履約根本要求和長遠發(fā)展形勢需求,強化深遠海海道測量能力建設(shè)與保障海上通道安全暢通、維護我國海洋權(quán)益的深度融合;同時,還要全面融入國家海洋救助保障體系和國家海洋調(diào)查體系,深化部際合作聯(lián)動與軍民融合發(fā)展,最終形成信息互通、資源共享、優(yōu)勢互補、相互支撐的良好發(fā)展格局。我國是航運大國,也是IHO理事國,擁有成熟的海道測量、海圖及航海圖書服務體系,經(jīng)過各方努力一定能在全球深遠海海道測量領(lǐng)域占據(jù)重要位置,發(fā)揮與自身職能、人民需求和國家戰(zhàn)略相匹配的重要作用。